基本介紹
- 中文名：超高分子量聚乙烯管
- 外文名：ultra-high molecular weight polyethylene pipe
- 實質：塑性工程塑膠
- 特點：價格適中性能優良
發展歷史,套用領域,特性及優勢,性能參數,性能特點,套用行業,檢測方法,比重法,溫度法,原料生產工藝,產品規格,產品對比,
發展歷史
超高分子量聚乙烯管材在2001年被科學技術部國科計字（2000）056號檔案列為國家科技成果重點推廣計畫，屬化工類新材料、新產品。國家計委科技部將超高分子量聚乙烯管材列為當前優先發展的高科技產業重點領域項目。
世界上最早由美國Allied Chemical公司於1957年實現工業化，此後德國Hoechst公司、美國Hercules公司、日本三井石油化學公司等也投入工業化生產。我國於1964年最早研製成功並投入工業生產。
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的發展十分迅速，80年代以前，世界平均年增長率為8.5%，進入80年代以後，增長率高達15%～20%。而我國的平均年增長率在30%以上。1978年世界消耗量為12，000～12，500噸，而到1990年世界需求量約5萬噸，其中美國占70%。2007-2009年中國逐步成為世界工程塑膠工廠，超分子量聚乙烯產業發展更是十分迅速。
套用領域
固體顆粒、粉體的輸送--耐磨、耐衝擊、自潤滑、抗粘附、衛生無毒、吸收衝擊、消聲效果佳、耐環境應力開裂性好、輕便等優點，可套用於各行業，如食品加工油脂原料加工、釀酒原料、醫藥、建材化工、、石礦粉、原鹽等行業的固體顆粒、粉末的耐磨輸送等。
漿體輸送--耐磨、耐衝擊、自潤滑、不結垢、耐環境應力開裂性好、抗內壓強度高、輕便等優點，取代鋼管和昂貴的合金鋼管、不鏽鋼管，用於各行業的漿體狀固液混合物輸送，解決輸送過程中的管道磨損、腐損和結垢等問題，如煤炭、礦業礦漿輸送、水煤漿輸送、熱電廠粉煤灰輸送，江河湖泊疏浚、市政排污疏泥、製鹽化工漿體輸送等。
液體輸送--利用耐腐蝕、耐衝擊、耐低溫、自潤滑、耐環境應力開裂性好、抗壓強度高、輕便等優點，可用於各行業的流體輸送，如：化工行業中各種腐蝕性介質輸送、石油行業原油、成品油輸送、沿海地區（含有大量含鹵空氣及海水對鋼管腐蝕嚴重）船舶、港口管道、海水利用、市政供排水等。
氣體輸送--具有優良的耐衝擊性、耐腐蝕性、耐環境應力開裂性、抵抗快速開裂能力、柔性好、耐低溫性極優、可抵抗冷凍破壞，對於機械振動，地基沉降或發生地震，也能承受一定程度的衝擊各變形而不斷裂，因此管道具有較高的長期運行安全性，可在燃氣、天燃氣、液化氣或其它氣體的輸送中發揮重要作用。
特性及優勢
【1】極高的耐磨特性，UHMW-PE製品的獨特分子結構，使它具有極高的抗滑動摩擦能力。耐磨性高於一般的合金鋼6.6倍，鋼管的4-7倍。
【2】極高的耐衝擊性，在現有的工程塑膠中本產品的衝擊韌性值最高，本產品按GB1843標準，進行懸臂樑衝擊實驗達到無破損。
【3】優良的化學穩定性，本產品可以耐烈性化學物質的侵蝕，除對某些強酸在高溫下有輕微腐蝕外，在其它的鹼液、酸液中不受腐蝕。
【4】良好的自潤滑性，由於本產品內含蠟狀物質，且自身潤滑很好。摩擦係數（196N，2小時）僅為0.219MN/m（GB3960），因此不但能運動自如，且保護相關工件不磨損或拉傷。
【5】獨特的耐低溫性，本品耐低溫性能優異，其耐衝擊性、耐磨性在零下269攝氏度時基本不變。是目前唯一可在接近絕對零度的溫度下工作的一種工程塑膠。
【6】不易結垢性，本品由於摩擦係數小和無極性，因此具有很好的表面非附著性。
【7】耐環境應力開裂性最優;彈性模量是PE100的1.5倍以上； 抗疲勞強度>50萬次。
性能參數
常用工程塑膠綜合性能比較
綜合性能 | PC | POM | PBT | ABS | PA6 | PA66 | PSU |
抗拉強度 | 中 | 中 | 中 | 中 | 稍高 | 高 | 中 |
抗沖強度 | 優 | 差 | 良 | 良 | 差 | 差 | 良 |
韌性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 差 | 良 |
硬度 | 高 | 高 | 中 | 中 | 中 | 中 | 高 |
加工性 | 良 | 優 | 優 | 良 | 優 | 中 | 良 |
長期連續使用溫度 | 100-130 | 85-105 | 120-140 | 80-90 | 65-130 | 140-150 | 140-150 |
耐化學性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 良 | 良 | 優 |
耐水性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 差 | 差 | 良 |
耐候性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 |
超高分子量聚乙烯耐化學性能 | |||||
試 藥 | 20℃ | 60℃ | 試 藥 | 20℃ | 60℃ |
無機酸 鉻酸85% 鹽酸 氫化水素 氟化水素酸 硝酸60% 硝酸20% 濃硫酸 硫酸75% 硫酸50% | ○○○○△ ○○○○○ | ○○○○×○○×△ ○ | 有機鹽 醋酸98% 醋酸20% 酪酸 檸檬酸 甲酸（蟻酸） 油酸 | ○○○○○○ | ○○○○○○ |
鹼 氨水 氫氧化鉀 氫氧化鈉 | ○○○ | ○○○ | 碳化氫及氯化碳化氫苯 四氯化碳 環已烷 地氯化乙烯 柴油 庚烷 石油醚 二氯化乙烯 甲苯 二甲苯 | △ △ ○△ ○○○△ △ △ | △ ○△ ○○ ××△ |
無機鹽水溶液 氯化氨 硝酸氨 漂白粉 氯化鈣 碳酸鈉 次氯酸鈉 硫酸鈉 氯化鋅 | ○○○○○○○○ | ○○○○○○○○ | 酒精 丙酮 苯鞍（生色精） 苯甲醇 1-丁醇 環已醇 乙醇 乙醋酸鹽 甘醇 丙三醇 1-戊醇 1-丙醇 | ○○○○○○○○○○○ | ○○○○○○○○○○○ |
○穩定 △較穩定 ×不穩定 |
超高分子量聚乙烯耐磨損性對比 | |||
噴吵對比試驗（SiO2) | 30%SiO2泥漿沖刷對比試驗 | ||
材料 | 體積減小 | 材料 | 體積損失 |
PE80 | 25 | 45號鋼 | 25 |
PE100 | 15 | 鑄鐵管 | 15 |
超高分子量 聚乙烯管道 | 016 | 超高分子量 聚乙烯管道 | 6 |
性能特點
超高分子量聚乙烯管材(UHMWPE)耐磨性居塑膠之冠，是碳鋼、不鏽鋼的3-7倍。摩擦係數低，自潤滑，抗粘結，不結垢，降低物料的輸送能量。衝擊強度列塑膠之首。衝擊能吸收值在所有塑膠中最高，且具消音性。化學穩定性好。優良的耐低溫性。衛生無毒可接觸食品和藥物。可用於輸送散物料：套用在糧食、飼料加工工業；油脂、釀酒工業；食品、醫藥工業；紡織、化纖工業；建材工業；化工工業；礦粉輸送及電廠除灰。還可用於輸送漿體：套用在採選礦、冶金行業、水煤漿工程；電廠沖灰；海湖鹽化工；疏浚、排泥工程、流體、氣體的輸送；套用在建築業；水處理；化學製藥業；煤氣工業；海水利用；船舶及石油化工。
套用行業
礦山、冶金行業 | 尾礦輸送管線 礦粉、礦漿輸送管線 |
煤炭行業 | 給排水管線 通風管線 洗煤管線 |
石油化工行業 | 輸油管線 水煤漿輸送 腐蝕性介質管線 |
電力行業 | 粉煤灰輸送管線 循環水管線 化學水管線 |
鋼鐵行業 | 原料輸送管線 漿體輸送管線 |
海洋工程 | 海水輸送管線 港口、碼頭疏浚管線 |
檢測方法
比重法
純超高分子量聚乙烯（UHMW PE）產品的比重在0.93-0.95之間，比水輕，能浮於水面。填加其它材料的超高分子量聚乙烯（UHMW PE）產品，其比重將改變。
溫度法
真正的純超高分子量聚乙烯產品，在攝氏200度時是不會熔化的，不會變形，但會變軟， 填加其它材料的超高分子量聚乙烯產品，在攝氏200度時是會有變形的。
原料生產工藝
採用淤漿法工藝, 可用Mg-Ti高效催化劑, 可進行間歇聚合, 長期運轉不需清釜, 聚合產物可達較高分子量, (4.8～5百萬)。規模在年產1000噸的裝置, 投資約700萬元。界區內約450萬, 投資回收期在二年內。產品規格及指標:500萬及350萬分子量。特性粘度>2200ml/g,密度0.935-0.945g/ml,堆密度0.35-0.4g/ml。衝擊強度≥150KJ/平方米, 抗拉強度30～40MPa。斷裂伸長率300--400%含水量小於0.2%。本產品為性能優異的熱塑性工程塑膠, 有特出的抗沖, 耐磨,自潤滑等機械性能, 可用於造紙機械, 紡織器材, 化工機械, 物料輸送部門以及食品機械, 文體器械, 高強度模量纖維。
產品規格
超高分子量聚乙烯管規格：
直徑 mm | 0.6Mpa | 0.8Mpa | 1.0Mpa | 1.25Mpa | 1.6Mpa | 2.0Mpa | ||||||
壁厚mm | 重量 Kg/m | 壁厚mm | 重量 Kg/m | 壁厚mm | 重量 Kg/m | 壁厚mm | 重量 Kg/m | 壁厚mm | 重量 Kg/m | 壁厚mm | 重量 Kg/m | |
65 | 8 | 1.35 | 9 | 1.50 | ||||||||
96 | 9 | 2.33 | 10 | 2.55 | ||||||||
110 | 8 | 2.42 | 10 | 2.97 | ||||||||
130 | 8 | 2.90 | 10 | 3.56 | 12 | 4.21 | ||||||
159 | 10 | 4.43 | 12 | 5.24 | 15 | 6.24 | ||||||
168 | 8 | 3.8 | 10 | 4.69 | 13 | 5.98 | 16 | 7.22 | ||||
205 | 8 | 4.68 | 10 | 5.79 | 12 | 6.88 | 15 | 8.46 | 18 | 10.00 | ||
219 | 9 | 5.61 | 11 | 6.80 | 13 | 7.95 | 16 | 9.65 | 20 | 11.82 | ||
236 | 10 | 6.71 | 12 | 7.98 | 14 | 9.23 | 18 | 11.65 | 22 | 13.98 | ||
250 | 10 | 7.13 | 12 | 8.48 | 15 | 10.47 | 19 | 13.04 | 23 | 15.51 | ||
273 | 9 | 7.06 | 11 | 8.56 | 13 | 10.04 | 16 | 12.21 | 21 | 15.72 | 25 | 18.41 |
280 | 9 | 7.24 | 11 | 8.79 | 14 | 11.06 | 17 | 13.28 | 21 | 16.15 | 26 | 19.61 |
300 | 10 | 8.61 | 12 | 10.26 | 15 | 12.70 | 18 | 15.08 | 23 | 18.92 | 27 | 21.89 |
315 | 10 | 9.06 | 12 | 10.80 | 15 | 13.37 | 19 | 16.70 | 24 | 20.74 | 29 | 24.63 |
325 | 10 | 9.36 | 13 | 12.05 | 16 | 14.68 | 19 | 17.27 | 24 | 21.46 | 30 | 26.28 |
350 | 11 | 11.08 | 14 | 13.97 | 17 | 16.80 | 21 | 20.52 | 26 | 25.02 | 32 | 30.22 |
377 | 12 | 13.01 | 15 | 16.13 | 18 | 19.19 | 22 | 23.20 | 28 | 29.02 | 35 | 35.55 |
400 | 12 | 13.83 | 16 | 18.25 | 19 | 21.50 | 24 | 26.80 | 30 | 32.97 | 36 | 38.92 |
415 | 13 | 15.52 | 16 | 18.96 | 20 | 23.46 | 25 | 28.96 | 31 | 35.35 | ||
426 | 13 | 15.95 | 17 | 20.65 | 20 | 24.12 | 25 | 29.77 | 32 | 37.45 | ||
536 | 16 | 24.71 | 21 | 32.12 | 26 | 39.38 | 23 | 47.90 | ||||
560 | 16 | 25.85 | 22 | 35.15 | 27 | 42.74 | 33 | 51.65 | ||||
630 | 19 | 34.48 | 25 | 44.92 | 30 | 53.46 | 37 | 65.16 | ||||
652 | 20 | 37.54 | 26 | 48.34 | 32 | 58.92 | 38 | 69.30 | ||||
710 | 21 | 42.93 | 27 | 54.77 | 34 | 68.26 | ||||||
800 | 23 | 53.08 | 31 | 70.80 | 38 | 86.00 | ||||||
產品對比
名稱 | 規格 | 內襯 | 物理性能簡介 | 使用壽命（與無縫鋼管相比） | 安裝費用 | 備註 |
超高分子量聚乙烯複合管 | Φ325 | 超高分子量聚乙烯 | 耐磨性強 耐衝擊性強 耐高壓 | 3-6倍 | 造價×10% | PN 4.0 （含法蘭） |
陶瓷複合管 | Φ325 | 陶瓷 | 耐磨性能強 抗機械衝擊性能強 陶瓷層厚度不均，質量不穩定 | 5-8倍 | 造價×25% | PN 4.0 |
鋼編複合管 | Φ325 | 高密度聚乙烯 | 安裝方便 耐磨性能差 耐衝擊性能差 | 2-3倍 | 造價×10% | PN 4.0 （每套法蘭550元另計） |
無縫管 | Φ325*10 | 1、抗衝擊性強 2、耐磨性差 | 1倍 | 造價×20% | PN 4.0 |
